Fertigungssystem Kleben FSK

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Fertigungssystem Kleben - FSK vom 13.-14.10.1993 in Bremen Das Institut f u r Muteriulforschung (IFA M ) Bremen hatte gemein- sam rnit der Zeitschrift ,,Adhasion - kleben & dichten" unter Mitwirkung des Industrieverbandes Klebstoffe e.V, dem DVS und der Dechema zu dieser Fachtagung eingeladen. Etwa 100 Teilneh- mer aus der Klebstoffe herstellenden und die Klebtechnik anwen- denden Industrie Deutschlands sowie Wissenschaftler aus For- schungsinstitutionen, Universitaitcn und Hochschulen diskutierten in diesen zwei Tagen aktuelle Fragen der Klebtechnik. Grundlage waren 13 z. T. interessante und informative Vortrage kompetenter Vertreter auf dem Fachgebiet. Eingeleitet wurde die Tagung rnit einem durch exaktcs markt- analytisches Zahlenmaterial anschaulich untersetzten Vortrag von A. van Halteren (Industrieverband Klebstojfe e. K Diisseldorf) uber die Lage der Klebstoffindustrie im europaischen Markt. Danach ist auch dieser Industriezweig von der weltweiten wirt- schaftlichen Rezession betroffen. Bercits 1993 ist eine Stagnation bzw. rucklaufige Entwicklung zu verzcichnen.Trotz dieser Sachla- ge, so der Autor,wird die Klebtechnik auch in Zukunft als moderne Fugetechnik ihren Platz behaupten und durch neue, angepaBte Produkte und neue Ideen zu Problemlosungen bci den Anwendern beitragen. Im weiteren Verlauf der Tagung unternahmen die Veranstalter den Versuch, bestimmte Problemlosungen in sog. Fertigungsbei- spielen komplex zu behandeln. Im Rahmen jedes Komplexes standen jeweils 2 Vortrage iibcr konkrete Anwendungsbeispiele aus der Industrie und ein sog. Forschungsvortrag. Ein auffallender Vorteil dieser Probrammgestaltung gegenuber sonst ublichen, auch meist themenbczogenen Folgen der Vortrage ist dem Bericht- erstatter nicht deutlich geworden. Insgesamt wurden folgende drei Fcrtigungsbeispiele behan- delt: 1. Kleben einer Metall/Kunststoffverbindung fur den Einsatz bei hohen Temperaturen. Betrachtungsgegenstand waren gasgeschmierte Gleitringdichtun- gen auf Basis geklebter Kohlescheibe/SiC-Si-TrLger. Uber Test- ergebnisse und Erfahrungen mit derartigen Verbunden bei Kom- pressorendichtungen berichteten J. Nosowicz ( E Burgmann Dich- tungswerke, Wolfrutshausen und R. Saller (DELO-Kunststoffche- mie, Griifelfing). Die Ergebnissc mit einem Spezialklebstoff (DELO-ESP 106) und entsprechcnden Oberflachenvorbehand- lungsmcthodcn (SACO-Verfahren) einschlieBlich einer Kosten- kalkulation dcmonstricrten einen KompromiB zwischen Wirt- schaftlichkeit und tcchnischer Machbarkeit fur eine solche System- Iosung. Da Verbundgleitringdichtungen hoheren Temperaturen (ca. 200C) ausgesetzt sind, schlofi sich folgerichtig der For- schungsvortrag von M. Buuer (IFAM, Auoenstelle Teltow) uber die Entwicklung von Netzwerkpolymeren fur den Einsatz bei hoheren Temperaturen an. Es wurde ein Uberblick uber die moglichen Ausgangsstoffe fur solche Polymere und die durch chemische Vernetzungsreaktionen erreichbaren Eigenschaften gegeben. 2. Kleben einer Werkstoffkombination aus drei verschiedenen Materialien unter GroRserienbedingungen. Im Mittelpunkt dieses Beispiels standen Auswahlkriterien, Kon- struktion und Grofiserienfertigung einer geklebten Waschmaschi- nen-Baugruppe (Geratedeckcl eines Toplader-Waschvollautoma- ten). Wahrend sind I?. Bi.ychoj? (Bosch-Siemens Hausgeriite, Ber- lin) rnit den einzusctzenden Werkstoffcn, ihrer Oberflachenzu- stande und klebgerechten konstruktiven Losungen beschaftigte, ging H. Lohse (Tivoli Werke, Hamburg) auf die Klebstoffauswahl fur diese Systemlosung ein. Die hohen Anforderungen an diesen aus ABS, Schichtstoff, lackiertem verzinktem Stahlblech und PP bestehenden konstruktiv komplizierten Verbund konnten rnit einem 2K-PUR-Klebstoff optimal erfullt werden. 180 Tagungsberichte Erganzcnd zu diesen Praxisvortragen sprach G. Kriiger (IFAM, Bremen) in einem allgemein gehaltenen Vortrag zur Rolle der Oberflachen der Fugepartner beim Einsatz dcr Klebtechnik. 3. Kleben von Faserverbundwerkstoffen Beide praxisverbundenen Vortrage stammten aus der Flugzeugin- dustrie. M . W Kolax (DASA, Hamburg) berichtete uber Erkennt- nisse und Erfahrungen bei der Herstellung dcs CFK-Flugels fur den Airbus 320. Im Mittelpunkt standen Erlauterungen uber eine neue, kostengunstigere differenzielle Bauweise unter Anwendung von bei 180C hartenden Epoxidklebfilmen. W Kelm (DASA, Bremen) erganzte diesen Bcricht mit konkreten Parameterstudien an Composite-Klebungen im Flugzeugbau. Er widmete sich dabei insbesondere den Problemen dcr Langzeitbestandigkeit einer strukturellen CFK-Klebung, d. h. der Medienbestandigkeit unter statischer und dynamischer Last. Als wesentliche Belastung im Fallbeispiel CFK-Flugel fungiert der Einf'luR der Feuchtigkeit, die direkt durch die CFK-Deckschichten in die Klebung diffundiert und das mechanische Verhalten der Klebung merklich beeinflufit. MaBnahmen zur Reduzierung dieses Negativums wurden disku- tiert. Der Forschungsvortrag innerhalb dieses Komplexes wurde von W Possart (IFAM, Auoenstelle Teltow) zu dem theoretisch anspruchsvollen Thema ,,Grundlagen der Adhasion" gehalten. In ausgezeichneter Weise verstand es der Referent, die komplizierten und komplex wirkenden Elementarprozesse in den Grenzflachen- schichten einer Klebung zu erlautern. Ausgehend von den kollek- tiven adhasiven Wechselwirkungen bis hin zur elektrischen Dop- pelschicht (EDS). uber dieThermodynamik der Adhasion (Benet- zung) und den absiittigbaren gcrichtcten Wechselwirkungen (Po- larisationstheorie), berichtete er iiber beeindruckende experimen- telle Ergebnisse, die rnit Hilfe spektroskopischcr Mcthoden (XPS, ESCA, MS, IR) an konkreten Metall/Polymer-Verbunden zur Aufklarung atomarer und molekularcr Vorgange an den Phasen- grenzen erzielt wurden. AbschlieBend demonstrierte er an Beispie- len, daB in Erganzung zu den Messungen kunftig Methoden des Molecular Modelling adaptiert werdcn miifiten, wenn weitere zuverlassige und praktisch nutzbare Vorstellungen uber den Zustand,der Grenzschichten erbracht werden sollen. Zwei Ubcrsichtsvortrage (Kleben im Kraftfahrzeugbau; P Be- cher, Mercedes Benz AG und Einsatz van Doppelklebebandern; R. A. Scharpenack, 3M Deutschland) gaben sicher manchem Ta- gungsteilnehmer interessante Informationen und Anregungen fur die eigene Arbeit. Von besonderem lntercssc war der Vortrag von R. Kohn (Volkswagen AG Wolfsburg) uber den Einsatz von Kleb- und Dichtstoffen in der Automobilindustrie unter den aktuellen mate- rial- und energiewirtschaftlichen sowie iikologischen Aspekten des Fahrzeugrecyclings. Anhand von konkretem Anschauungs- und Zahlenmaterial gelang cs ihm, die Herausforderung an Wissen- schaft, Technik und Wirtschaft deutlich zu machen, namlich einerseits schon bei Konstruktionsentwurfcn fur zukunftige Fahr- zeuge die Ruckgewinnung und Wiederverwendbarkeit der einge- setzten Werkstoffe zu konzipieren und andererseits gesamtvolks- wirtschaftlich tragfahige Losungswege fur die Aufarbeitung der in wenigen Jahren nahezu beangstigenden Automullberge zu finden. Unter dem Motto Ressourcenschonung und Emissionsreduzierung durch Recycling ging er auf Materialkreislaufe an den Beispielen Glas, Gummi, Kunststoffe u. a. ein und erlauterte uberzeugend die im Volkswagenwerk gemachten Erfahrungen beim Kunststoffre- cycling. Nicht zuletzt wies er auf eine unbedingt notwendige Modifizierung gesetzlicher Rahmenbcdingungen fur die Mitver- antwortung nach dem Verursacherprinzip hin. Lebhafte Diskussionen und einen konstruktiven Meinungsaus- tausch gab cs zu dem von 0. D. Hennemunn und A. Grab (IFAM Bremen) vorgelegten nationalen und europaischen Berufskonzept fur die Klebtechnik. Es basiert auf einem Projekt namens FOR- MACOL (Formation Europeene pour I'Assemblage par Collage) und ist mit dem IFAM, DVS und Industrieverband Klebstoffe e. K Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 25, 180-182 (1994) sowie der DECHEMA abgcstimmt. Ziel dieses Projcktcs ist die Ausbildung eines zertifiziertcn Europ2ischen Klebfachingenieurs. Inhaltliche und methodische Schwcrpunkte sowie nationale Pro- bleme bei der Realisierung dieses Projektes wurden z.T. kontro- vers diskutiert. Einigkeit gab es uber die dringcnde Notwendigkeit gezielter Aus- und WeiterbildungsmaRnahmen fur die auf dcm Fachgebiet tatigcn Ingenieure und Praktiker sowie die Schaffung eines neuen Berufsbildes. Insgesamt kann eingeschiitzt werden, da13 diesc Fachtagung, auch dank der guten Vorbereitung und Durchfuhrung, cin Erfolg fur das Fachgcbict war und erneut die Leistungsfahigkeit der Klebtechnik, abcr auch die noch zu liiseiiden Probleme demon- striert hat. Es blcibt dcr Wunsch a n die Veranstalter, neben den anderen europaischen Vernnstaltungcn dicser Art. die ,,FSK" in nicht allzu ferner Zeit crneut mit Erfolg durchzufuhren. C. Bischof, Teltow Umweltschonung und Verbesserung der Bauteilfunktion durch physikalische und chemische Reinigungsverfahren fur Bauteile 11 November 1997. Du\\eldorf, VDI-Gesell\thatt Werkstotftechnik Die Reinigung von Bauteilen und Komponenten ist scit jchcr ein nicht zuletzt unter dem Aspckt dcr Gewahrleistung qualitativer Anforderungen an die Fcrtigung wesentlicher Bestandteil des Produktionsprozesses im Maschincnbau. Ziel der Tagung unter Leitung von Dr.-lng. G. Kriirner (K WTH Aachen) war cs cincrseits, einen Uberblick iiber neue Verfahren und Anwendungen bci der Bauteilreinigung zu gcben und ande- rerseits durch Fachvortragc Reinigungsverfahren mit dem Hinter- grund spczifischer Anwendungen aufzuzcigcn. So waren mechani- sche Verfahren, Plasmaverfahren und nalkhcmische Verfahren Inhalt von Vortriigcn und Diskussionen. wobci insbesondere die Umweltschutzgesetzgebung im Mittclpunkt stand, die in viclen Fallen AnlaB zur Substitution von Verfahren und Reinigungsartcn in der industricllen Anwendung bietet. Das Spektrum der vorgestellten Verfahren reichte dabei vom mechanischen iiber schemisches und thermisches Reinigen bis hin zur plasmaunterstiitztcn Reinigung und Oberflichenmodifizie- rung. Der Anwendungsbcrcich der vorgestellten Reinigungsverfahren zielte auf die Oherflachcnvorbchandlung zur Beschichtung in den noch jungen Vakuumbescliichtungsvcrfahren wie PVD. aber auch auf bewahrtc Bereiche, wie z.B. die Hartcrcitechnik und Fuge- technik, die Rcinigungsstufen als Zwischenstufcn von Fertigungs- ablaufen notwendigcrweise einsetzen. Speziclle Aufgabenstellun- gen der Produktionstechnik, wie z. B. die Reinigung komplexer Bauteile fur Luft- und Raumfahrt, rundeten das Programm ab. In einern crsten einleitenden Vortrag stelltc Dr.-Ing. G. Kramer zunachst die Systrmatik des Rrinigung,s:sl,roze~srs dar. Dabei wurde auf die grundlegenden Determinaten des Prozesses. wie Werkstuck (Geometrie. mechanische, chcmische und thermische Eigenschaf- ten, Topographie der Oberflache, ....). Verunreinigung (Art und AusmaR) und Reinigungsziel (erforderlicher Reinheitsgrad), ver- wiesen, die die Auswahl und die Parameter des Reinigungsvcrfah- rens bestimmen. Die unmittelbar anschliel3enden Ausfiihrungen zum Thema Mechanische Baut~ilrt~iizigi~rigsvrrfuhre~r und ihre Anwendung in der Beschichtung.stechnik befafiten sich mit den drei groRcn Gruppen: Festkorpcrmechanische Reinigungsvcrfahren, wobei vor allem auf d a s Gleitschlcifen und Gleitlappen, das sich als Verfahren der Wahl fur kleine und mittlerc Massenteile etabliert, eingegangen wurdc: das Reinigungunsstrahlen, das im allgemeinen bei starken, festhaftenden Vcrunreinigungen Anwendung findet, aber die Gefahr der Anderung von Makro- und Mikrogeomctrie der Werkstoffe birgt; und die striimungsmechaiiischen Reinigungs- verfahren, wozu auch das Ultraschallreinigcn gezahlt wird, das einen brciten und wachsenden Anwendungsbereich zu finden scheint . Die Reinigung mil Kohlenwassrrstoffen war Thema des Vortrags von Dipl.-Tng. S. Schulze. Aus gegebcnem umweltschutzmotivier- tem AnlaR wurden hier Alternativen zum bishcrigen CKW/FCKW Einsatz von Rcinigungsmitteln aufgczcigt. So zum einen Iosungs- mittelfreie Methoden, die u.a. Technologiewcchsel oder Verzicht auf flussige Rciniger nach sich zichcn und zum anderen neue Methoden unter Losungsmitteleinsatz tinter den Uberschriften: Gcschlossene Anlagen, wiiRrige Systeme, halogenfreie CKWs und Mischsystemc. Der Einsatz von Kohlcnwasserstoffen wurde weiter unter den Gesichtspunkten Verwcndbarkeit und Anwendungsbe- reiche, Sicherhcit, Abluftreinigung, Losungsmittelrecycling u.a. betrachtet. Llr. Ing. Wehner steUte in seinem Bcitrag Keinigen von Bauteilen rnit Luserstrahlung das Anwendungspotcntial von Laserstrahlver- fahren zur Reinigung von Werkstiickobertliichen vor. Neben dem bckannten Einsatz von Laserstrahlung zum Schneiden und Schwei- 13en wurdcn Anwendungen im Bereich der Oberflachenbehand- lung aufgezeigt. So konnen durch die Modifikation von Rand- schichten definierte Funktionsflachen erzeugt werden oder Deck- schichten zur Reinigung der Oberflache definiert abgetragen werden. Die Anwendungen in der industriellen Fertigung erfolgt vornehmlich an Bauteilen, die eine hohe Bearbeitungsqualitat fordern. Der Einsatz von Laserstrahlverfahrcn zur Reinigung von Werkstuckobcrflachen scheint sehr vielfaltig und keineswegs voll- standig genytzt. Die Reinigung und Modifi'zierung von Oherflachen im Nieder- druck-Plasma war Thema dcs Vortrags von Dr. H. Hansmann. Dabei ging es um die trockcnchemische Reinigung von metalli- schen als auch von Kunststoffteilcn und ganzen Baugruppen fur hfichste Reinheitsanforderungcn. Hicr ist deshalb auch eine ausreichende Vorreinigung mit auf dieser Tagung diskutierten Verfahren notwendig, urn metallische und organischc Verschmut- zungen zu entferncn. Ein weiteres Einsatzgebiet der ND-Plasmen ist die Aktivierung von Kunststoffoberflachcn zur Haftungsverbes- serung bci anschlieBender Beschichtung mit Vakuumverfahren. Grundlegendc Voraussctzung fur qualitativ hochwertige Be- schichtungen im PVD-Verfahren ist einc adaquate Reinigung von Bauteilen und Werkstucken. Dieser Aspekt wurde im Vortrag Umweltfreundliche Oherflachenreinigung irn Zusarnmenhang rnit PVD-Beschichtungen dctailliert betrachtet. Vorgestellt wurde die Bauteilreinigung, wic sic in dcr industriellen Praxis Anwendung findet (St. Esscr). Die angewendeten Reinigungsstufen: Vorreini- gen, Trocknen, Puffcrn und Hochfrequenz-Reinigen wurden im Einzelnen bcsprochen und an praktischen Beispielen diskutiert. Die angewandte Reingungsfolgc crmoglicht es, daR toxische Substanzen nicht zum Einsatz kommen. Dcr Vortrag Riickstandsfreie Bauteilreinigung fur die Warmebe- handlung von Frau Prof. Dr. B. Haase befaBte sich rnit der Zusammensetzung und den Eigenschaften von Kohlenwasser- stoff/Wasser-Dispcrsionen und Tensidreinigern, rnit der Gewahr- lcistung von Badqualitits- und Oberflachenreinheit sowie mit den Auswirkungen von Ruckstanden auf das Nitricrergebnis als Funk- tion des Reinigens. Die wichtigsten Forderungen aus diesen Ausfiihrungen waren die, daR die Zusammensetzung des Reini- gungsmittels als auch die Reinigungsanlage auf die speziellen Bedingungen und Anforderungen des Anwenders abgestimmt werden mussen, insbesondere wenn Tensidreiniger eingesetzt werden sollen. Untcr bestimmten Reinigungsbedingungen sind so auch nur unbefriedigcnde Warmebehandlungsergebnisse aufgrund von an den Bauteilen anhaftenden (anorganischen) Waschmittel- inhaltsstoffen zu erzielen. Die folgcnden drei Fachvortrage befaaten sich mit speziellen Anwenderproblematiken des Reinigens von Oberflachen. So referierte Dr. W Tillrnann zum Thema Oherflachenbehandlung zurn Hart- und Hochternperaturliiten. Die Vorbehandlung der Fiigeflachen ist dabei von essentieller Bedeutung zur Erzielung guter Etergebnisse. Moglichkeiten zur notwendigen Entfernung von Oxidbelegungen bieten thermisch-physikalische Methoden im Vakuum oder in reduzierendcn oder gegetterten Atmospharen. Mat.-wiss. u. Wcrkstofftcch. 25, 180-182 (1994) Tagungsberichte 181